便攜式可調(diào)嬰兒床設(shè)計

劉英旋

【摘 要】市場上嬰兒床功能單一，占用空間，不方便移動，孩子大點后的利用率很低?；谶@些問題本文設(shè)計此款便攜式可調(diào)嬰兒床，床體能夠延展、伸縮，使得該嬰兒床的高度尺寸可以在一定范圍內(nèi)變化，適用于不同年齡段的嬰兒，不必隨著嬰兒的成長再重新購置新的嬰兒床，減少了經(jīng)濟(jì)上的支出；可折疊便于攜帶，還能折成椅子且簡單易操作，與市場上的嬰幼兒床相比較，價格合理、操作簡單、利用率高。

【關(guān)鍵詞】便攜；嬰兒床；棘輪機(jī)構(gòu)

一、引言

市場上賣的嬰兒床大都功能單一，而且隨著寶寶的長大，許多嬰兒床最終被閑置在家，無形中造成一種資源的浪費(fèi)。有些嬰兒床的側(cè)欄松動，晃上去感覺床體不夠結(jié)實；有的嬰兒床床墊與床外沿之間的縫隙有一指多寬，木面較為粗糙，不太光滑容易夾傷嬰幼兒。在過去的5年內(nèi)，有900萬的問題嬰兒床被召回。2000年以來，有32起嬰兒死亡事故與側(cè)邊欄嬰兒床有關(guān)，其中14起為側(cè)邊欄下降而引起的事故?？梢娔壳笆袌錾系膵雰捍踩源嬖谥T多問題，品牌企業(yè)對于嬰兒床的開發(fā)也僅限于舒適程度上，多功能嬰兒床的開發(fā)還有很大的空間[1][2]。

二、多功能嬰兒床總體方案設(shè)計

1、便攜式可調(diào)嬰兒床折疊原理

如圖1所示骨架半開嬰兒床，表示各鉸接部位的相關(guān)各桿的連接情況，整個骨架在半展半開收攏狀態(tài)。當(dāng)嬰兒床展開時，十字交叉的撐開四個立柱，此時，四個方向的桿件2和關(guān)節(jié)3逐漸升起處于水平狀態(tài)，下面的桿件逐漸下落也處于水平狀態(tài)支撐在地面上。此時關(guān)節(jié)3受到一個向下的力，作用在內(nèi)部的棘輪上，棘輪卡死在內(nèi)槽里，從而鎖死，使嬰兒床穩(wěn)定牢固。所以僅僅利用了每個桿之間的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了嬰兒床的合并與收攏，節(jié)省了資源。

2、便攜式可調(diào)嬰兒床轉(zhuǎn)換原理

本嬰兒床通過關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換及模塊的調(diào)整可實現(xiàn)座椅的轉(zhuǎn)換，提高利用率。其工作原理是嬰兒床的四個立柱中的其中倆個通過伸縮桿的形式來調(diào)整桿長，用以實現(xiàn)座椅的適應(yīng)尺寸，在通過各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換及調(diào)整，來完全達(dá)到我們的要求[3]。圖2為嬰兒床轉(zhuǎn)換成座椅的示意圖。

三、基本功能結(jié)構(gòu)分析

1、疊關(guān)節(jié)卡死機(jī)構(gòu)原理

如圖3所示為折疊卡死機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)處于床的狀態(tài)時，即倆桿旋轉(zhuǎn)到處于水平位置時，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)部的棘輪1受到彈簧的彈力頂死在卡槽3中，又由于此時受到向下的力，在加上彈簧的彈力，從而鎖死在卡槽中。

如果需要折疊時，通過控制系統(tǒng)控制推桿2的動作來阻止彈簧的彈力，控制系統(tǒng)在后續(xù)中講到。從而把棘輪1迅速壓回到最初位置而實現(xiàn)倆桿的互轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了折疊功能。

2、換向鉸接機(jī)構(gòu)設(shè)計

當(dāng)嬰兒床收縮時，此時力的作用下會推動在桿4內(nèi)部槽中的螺釘在桿3帶動桿1的作用下通過螺釘2旋轉(zhuǎn)90度，從而使桿1和與桿1相連的桿和桿2繞相交軸旋轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)收縮。轉(zhuǎn)換過程如圖4和圖5所示。

3、可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計

嬰兒床圍欄的高度一般以高出床墊50～60cm為適宜。如果太低，寶寶有爬過圍欄掉下來的危險。如果太高，父母抱起或者放下寶寶都十分不便。又由于椅子的高度大約在45～60cm之間，所以設(shè)計用一個滑塊在高度分別為40cm，50cm，60cm處定位[4]。如圖6所示可調(diào)節(jié)滑塊，當(dāng)作為嬰兒床時，保證安全距離，滑塊在上面的位置，當(dāng)轉(zhuǎn)換成椅子的時候滑塊滑倒下面的位置。

4、便攜式可調(diào)嬰兒床的ADAMS仿真及優(yōu)化分析

為了能夠確保設(shè)計機(jī)械的可行性，為了確保機(jī)構(gòu)工作的過程中良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在設(shè)計過程中，利用三維模型進(jìn)行仿真，利用仿真所得數(shù)據(jù)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行總體優(yōu)化。

為驗證便攜式可調(diào)嬰兒床的可行性，制作簡易的伸縮桿單元及折疊關(guān)節(jié)卡死機(jī)構(gòu)單元進(jìn)行試驗。實驗裝置由伸縮桿和一個折疊關(guān)節(jié)卡死機(jī)構(gòu)組成，伸縮桿由兩個直徑不等的鋼管外加附屬部件組成，以及折疊關(guān)節(jié)，可以在平面上進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，實驗采用手動旋轉(zhuǎn)方式。通過該實驗，達(dá)到了預(yù)期要求。

四、結(jié)論

本文設(shè)計的嬰兒床可折疊、易攜帶、可轉(zhuǎn)換成椅子，將嬰兒床的利用率最大化，使用了棘輪機(jī)構(gòu)及鉸接機(jī)構(gòu)，運(yùn)行可靠且結(jié)構(gòu)簡單、安全平穩(wěn)、性價比高。整個產(chǎn)品通過三通的支撐架對床體進(jìn)行穩(wěn)定，在折疊的過程中，人為的通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)及各個不同模塊之間的作用，從而實現(xiàn)便攜式嬰兒床。采用CATIA三維軟件進(jìn)行了三維的建模，用ADAMS仿真軟件對產(chǎn)品構(gòu)件進(jìn)行了力學(xué)分析，使加工出來的產(chǎn)品更加符合設(shè)計要求。對重要關(guān)節(jié)及鉸接部位進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并對桿件部位進(jìn)行了剛度和強(qiáng)度計算，具有可靠的數(shù)據(jù)保證，從而為生產(chǎn)加工過程中材料的選擇提供了依據(jù)，使得產(chǎn)品更加經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳孟禧.一種多功能嬰兒椅，2011.2.

[2]谷家驪.一種帶有可折疊床桌的床，2011.3.

[3]李全興.雙層折疊擔(dān)架床，2012.1.

[4]王仁萍，王述洋.新型折疊睡床的設(shè)計林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2008.